DC-DC 学习笔记-2: 伏秒平衡和常见 DC-DC 变换器


继续之前的DC-DC学习笔记…

伏秒平衡的理解:开关变换器在稳态平衡时,电感电流在周期起始必定相等,考虑到电感电流变化的速率受控于电感上的电压,因此要求电感电压在一周期内均值为零,也就是伏秒平衡原理;同样对应的,流过电容的电流也存在安-秒平衡。

利用伏秒平衡方法分析常见的dc-dc变换器 (设定开关位置1的时间为DT,D为占空比)

1. Buck 变换器

Buck变换器

电感电压的伏秒平衡:(Vg-Vo)*D*T+(-Vo)*(1-D)*T=0, 易知Vo=D*Vg

2. Boost 变换器

Boost变换器

同样应用电感伏秒平衡原则:Vg*D*T+(Vg-Vo)*(1-D)*T=0, 得到Vo=Vg/(1-D)

3. Buck-boost 变换器

Buck-boost变换器

由伏秒平衡:Vg*D*T+Vo*(1-D)*T=0, 可知Vo=-Vg*D/(1-D)

4. Cuk 变换器

Cuk变换器

对L1:Vg*D*T+(Vg-V1)*(1-D)*T=0

对L2:(-V1-Vo)*D*T+(-Vo)*(1-D)*T=0

由上面两组方程,可以推出: Vo=-Vg*D/(1-D)

5. SEPIC 变换器

SEPIC变换器

设定电容 C1 上的电压为 V1, 同样由电感的伏秒平衡原则,

对 L1: Vg*D*T+(Vg-V1-Vo)*(1-D)*T=0

对 L2: -V1*D*T+Vo*(1-D)*T=0

推导可知: Vo=Vg*D/(1-D)


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